KR102093045B1 - 수신단의 클럭 주파수를 송신단과 일치하도록 조정하는 방법과 그 방법을 위한 기기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 수신기는, 인가되는 제어 신호에 의해 주파수가 가변되는 클럭을 발생하도록 구성된 발진기와, 상기 수신되는 신호를 상기 클럭에 동기하여 샘플링하는 A/D 변환기와, 상기 샘플링에 의해 얻어지는 디지털 신호를 지정된 방식, 예를 들어 QPSK 방식에 따라 복조하도록 구성된 복조부와, 상기 복조되는 신호를 보상하여 출력하도록 구성된 등화기와, 상기 제어 신호를 상기 발진기에 인가하도록 구성된 제어부를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 제어부는, 상기 수신되는 신호가 상기 등화기의 등화훈련을 위한 비트열에 대한 것일 때는, 상기 등화기에 인가되기 전의 상기 복조되는 신호의 저역성분에 대한 최대값의 위치가 복소평면 상에 나타내는 위상이 변하는 양을 구하고, 그 구해진 위상 변화량에 근거하여 상기 제어 신호를 조정함으로써, 상기 클럭의 주파수를 상기 송신기가 디지털 변조에 사용하는 클럭의 주파수에 일치시킨다.

Description

수신단의 클럭 주파수를 송신단과 일치하도록 조정하는 방법과 그 방법을 위한 기기 {Method for adjusting clock frequency of a receiver to coincide with a transmitter, and a device for said method}

본 발명은, 송신기로부터 송신된 데이터, 특히 클럭에 동기되어 디지털 방식으로 변조된 데이터를 수신하는 수신기의 클럭을 그 변조에 사용되는 클럭과 주파수가 일치하도록 조정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 기능이 다양하고 복잡한 장치들은, 그 내부의 부품들이 현재 상태나 제어 등을 위한 정보를 실시간으로 교환하면서 그 기능들을 수행한다. 예를 들어, 수많은 통신 기기들 뿐만 아니라 자동차와 같은 장치들도, 오토크루즈 기능 또는 커넥티드 카(connected car)와 같은 혁신적인 기능들을 많은 부품들 간의 정보 교환에 기반하여 수행한다. 그리고, 이러한 정보 교환은, 혁식전인 기능들과 그 기능에서의 우수한 성능을 담보하기 위해 이전에 비해 매우 빠른, 예를 들어 수백 Mbps 이상의 속도를 요구하고 있다.

이와 같은 고속의 정보 교환이 오류없이 안정적으로 이루어지도록 하기 위해서는, 전송되는 신호가 부품들 간의 통신로 상에 발생하는 노이즈나 채널의 왜곡 특성에 대한 관용성(tolerance)이 높아야 한다. 데이터를 디지털 변조하여 전송하게 되면 이러한 요건을 충족시킬 수 있다.

또한, 고속의 디지털 변조 및 복조에 디지털 신호처리 방식을 적용하게 되면 송신기 및 수신기의 구현이 보다 용이해지고, 데이터 신호처리에 있어서 신뢰성을 보장할 수가 있는 장점이 있다.

하지만, 디지털 신호의 변복조와 이의 디지털 신호처리에는, 신호처리 시점의 기준이 되는 클럭(clock)이 본질적으로 사용되어야 하며, 또한 이들 클럭은 송신기와 수신기 간에 정확히 동조되어야 데이터 복조의 정확성이 높아진다.

이러한 송수신기 간의 클럭 동조를 위해, 송신기가 상대측 수신기로 변조된 신호를 송신할 때 클럭 동조를 위한 별도의 신호나 정보를 보내는 많은 방법들이 제시되어 있다. 하지만, 이러한 방법은, 전송하고자 하는 정보 외의 클럭 동조를 위한 신호나 정보 등을 처리해야 별도의 수단을 필요로 하므로, 기기의 복잡성이 증가하고 이에 따른 단점( 예를 들어, 오류 가능성 증대, 개발 또는 부품 비용의 상승 등 )이 수반된다.

클럭 동조를 위한 신호나 정보를 추가적으로 전송하지 않고, 정밀도가 매우 높은 발진기(oscillator)를 송신기와 수신기에 각기 채택함으로써 송수신기 간의 클럭의 주파수 오차가 거의 없도록 할 수도 있다. 하지만, 이와 같은 매우 높은 정밀도의 발진기는 가격이 높아서 특수한 경우가 아니면 범용적으로 적용하기가 어렵다.

보편적으로 사용되고 있는 발진기의 정밀도는 약 100ppm 정도 되는데, 이 정도의 정밀도의 발진기를 각각 적용하면, 이들 간에는 10,000개의 클럭당 최대 1개의 클럭만큼의 차이가 날 수가 있고, 이러한 차이는 수신단에서 수신된 변조 신호를 디지털 방식으로 처리하여 복조할 때 복조 오류의 가능성을 높이게 된다. 따라서, 보편적으로 사용되고 있는 정밀도의 발진기를 송신기와 수신기에 각기 적용하는 경우에는, 수신기 클럭의 주파수를 송신기의 클럭에 일치시키는 방안이 필요하다.

본 발명은, 클럭 동조를 위한 별도의 신호 전송없이 수신기의 클럭 주파수를 송신기의 클럭에 일치하도록 조정하는 방법과 그 방법을 위한 기기를 제공하는데 일 목적이 있는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 송수신기 간의 채널 특성을 보상하는 등화기의 특성을 이용하여, 수신기의 클럭 주파수가 송신기의 클럭에 일치하도록 미세 조정하는 방법과 그 방법을 위한 기기를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 상기 명시적으로 서술된 목적에 국한되는 것은 아니며, 본 발명에 대한 구체적이고 예시적인 하기의 설명에서 도출될 수 있는 효과를 달성하는 것을 그 목적에 당연히 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따른, 송신기로부터 데이터가 디지털 변조되어 송신되는 신호를 수신하는 기기는, 인가되는 제어 신호에 의해 주파수가 가변되는 클럭을 발생하도록 구성된 발진기와, 상기 수신되는 신호를 상기 클럭에 동기하여 샘플링하는 A/D 변환기와, 상기 샘플링에 의해 얻어지는 디지털 신호를 지정된 방식에 따라 복조하도록 구성된 복조부와, 상기 복조부에 의해 복조되는 신호를 보상하여 출력하도록 구성된 등화기와, 상기 등화기에서 출력되는 신호로부터 데이터 비트들을 획득하도록 구성된 결정부와, 상기 클럭의 주파수를 조정하기 위한 상기 제어 신호를 상기 발진기에 인가하도록 구성된 제어부를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 제어부는, 상기 수신되는 신호가 상기 등화기의 등화훈련을 위한 비트열에 대한 것일 때는, 상기 등화기에 인가되기 전의 상기 복조되는 신호의 저역성분에 대한 최대값의 위치가 복소평면 상에 나타내는 위상이 변하는 양을 구하고, 그 구해진 위상 변화량에 근거하여 상기 제어 신호를 조정함으로써, 상기 클럭의 주파수를 상기 송신기가 디지털 변조에 사용하는 클럭의 주파수에 일치시키게 된다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 위상 변화량은, 등화훈련을 위한 상기 비트열에 대해 기 구분해 둔 선행 구간에 속하는 비트들에 대한 신호에 대해서 나타나는 위상 변화량이다. 그리고, 상기 제어부는, 상기 위상 변화량에 따른 상기 제어신호의 조정 후에, 등화훈련을 위한 상기 비트열에서 상기 선행 구간이 아닌 구간에 속하는 비트들에 대한 신호를 상기 등화기가 등화시킴에 따라 등화용 계수가 변하는 정도에 근거하여 상기 제어 신호를 추가적으로 조정한다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 제어부는, 등화훈련을 위한 상기 비트열에서 그 선두부터 시작하여 적어도 2개의 비트 그룹을 지정하고, 그 지정된 비트 그룹들 중에서 선두 그룹과 후미 그룹에 대해서, 해당 그룹에 속하는 비트들에 대한 신호에 대해서 각기 나타나는 복소평면 상의 위상들의 평균치를 각각 구한 후, 상기 선두 그룹과 상기 후미 그룹에 대해 각기 구한 위상의 평균치의 차이를 상기 위상 변화량으로 결정한다. 이때, 상기 비트 그룹들 중에서 상기 선두 그룹과 상기 후미 그룹의 사이에 위치하는 그룹에 속하는 비트들에 대한 신호에 대해서 나타나는 복소평면 상의 위상에 근거하여, 평균치의 상기 차이를 구하여 상기 위상 변화량으로 결정할 수도 있다. 그리고, 본 실시예에서는, 상기 제어부는, 상기 선두 그룹과 상기 후미 그룹에 대해서는 서로 동일한 수의 비트들을 포함하도록 지정한다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 제어부가, 상기 위상 변화량에 근거한 상기 제어 신호의 조정을, 상기 기기에의 전원 인가 후에 처음으로 수신되는 상기 등화기의 등화훈련을 위한 비트열에 대해서만 수행할 수도 있다. 또한, 상기 제어부는, 등화훈련을 위한 상기 비트열 이후에 상기 송신기로부터 수신되는 데이터에 대한 신호를 상기 등화기가 등화시킴에 따라 등화용 계수가 변하는 정도에 근거하여 상기 제어 신호를 추가적으로 조정할 수도 있다.

등화용 계수가 변하는 정도에 근거하여 상기 제어 신호를 추가적으로 조정할 때는, 상기 등화기의 등화용 계수들 중에서 중앙 탭에 적용되는 등화용 계수의 변동치에만 근거하여 상기 제어신호를 조정할 수도 있다.

본 발명의 다른 일 측면에 따른, 디지털 변조되어 수신되는 신호에 대한 샘플링 주파수를 그 신호의 변조에 사용된 클럭의 주파수에 일치시키기 위한 일 방법은, 수신되는 신호를 보상하여 출력하는 등화기의 등화훈련을 위한 비트열에 대해 디지털 변조된 신호를 수신하여 로컬 클럭에 동기하여 샘플링하는 1단계와, 상기 샘플링에 의해 얻어지는 디지털 신호를 지정된 방식에 따라 복조하는 2단계와, 상기 복조되는 신호가 상기 등화기에 의해 등화되기 전에 그 복조되는 신호의 저역성분에 대한 최대값의 위치가 복소평면 상에 나타내는 위상이 변하는 양을 구하는 3단계와, 상기 구해진 위상 변화량에 근거하여 상기 로컬 클럭의 주파수를 조정하는 4단계를 포함하여 이루어진다.

전술한 본 발명 또는, 하기에서 첨부된 도면과 함께 상세히 설명되는 본 발명의 적어도 일 실시예에 따른, 수신단의 클럭 주파수를 송신단과 일치하도록 조정하는 방법은, 명목상은 동일 주파수를 발진하도록 제조된 발진기이지만 이들을 각각 수신기와 송신기에 적용하였을 때, 보장되는 정밀도의 범위에서 발생할 수 밖에 없는 주파수 편차를 제거함으로써, 발진기의 클럭을 기반으로 하는 디지털 신호처리 방식의 데이터 복조에서 유발될 수 있는 오류를 차단한다.

또한, 수신되는 훈련용 비트 시퀀스의 신호에 기반한 채널 특성을 보상하기 위한 등화기의 훈련 도중에, 수신기의 클럭 주파수를 조정하여 송신기에서 사용한 클럭의 주파수에 일치시킴으로써, 등화기의 수렴속도가 종래에 비해 훨씬 향상되고, 주파수를 일치시킨 이후에는, 복조된 신호의 위상 천이가 매우 느리게 일어나거나 거의 없을 수 있으므로, 등화기가 안정적으로 수신된 신호를 등화시킬 수 있다.

도 1은, 데이터를 디지털 변조하여 송신하는 데이터 송신기의 일반적인 구성을 예시한 것이고,
도 2는, 도 1의 데이터 송신기가 상대측으로 데이터를 전송하기 위해 구성하는 패킷의 포맷을 예시한 것이고,
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 자신의 클럭 주파수를 송신단과 일치하도록 조정하는 방법이 구현된 데이터 수신기의 구성의 일 예를 도시한 것이고,
도 4는, 명목상 동일한 주파수의 클럭을 발진하는 발진기를 송신기와 수신기에 각기 구비하여 서로 연동되지 않고 독립적으로 발진하도록 하였을 때, 수신기에서 일반적으로 나타날 수 있는, 송신기에서 사용한 클럭에 대한 상대적인 주파수 및 위상의 오차를 예시적으로 보여주는 도면이고,
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 등화기(Equalizer) 훈련용 비트 시퀀스의 전송신호로부터 복조된 신호의 복소평면 상의 위상 변화와 등화기의 등화 정도에 근거하여 수신기가 클럭 주파수를 조정하는 방법을 도식적으로 나타낸 것이고,
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 등화기 훈련용 비트 시퀀스의 전송신호로부터 복조된 신호의 복소평면 상의 각 위상을, 각각의 심볼값 별로 다르게 조정함으로써 심볼 값의 상이로 인한 위상차를 제거하는 방식을 예시한 것이고,
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 클럭의 주파수 조정의 근거가 되는, 수신되는 등화기 훈련용 비트 시퀀스의 전송신호로부터 복조된 신호에 대한 복소평면 상의 위상 변화량을 결정하는 방식을 도식적으로 보여주는 도면이다.

이하에서는, 본 발명에 따른 다양한 실시예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

이하의 본 발명에 따른 실시예들의 설명과 첨부된 도면에 있어서, 부기된 동일 번호는 특별한 사정이 없는 한 동일한 구성요소를 지칭한다. 물론, 설명의 편의와 이해에의 도움을 위해, 필요에 따라서는 동일한 구성요소에 대해서도 서로 다른 번호로 부기될 수도 있다.

도 1은, 데이터를 디지털 변조하여 송신하는 데이터 송신기의 일반적인 구성을 예시한 것이다.

도시된 데이터 송신기(100)는, 입력되는 데이터를 기 지정된 포맷의 패킷으로 구성하는 패킷 구성부(11)와, 정해진 주파수의 클럭을 생성하는 발진기(15)와, 상기 패킷 구성부(11)에 의해 구성된 패킷의 전부 또는 일부의 비트열을, 반송파에 대해 기 샘플링된 N개의 값들을 사용하여 상기 발진기(15)의 클럭에 동기시켜 변조하는( 즉, 매 클럭마다 반송파의 기 샘플링된 N개의 값을 차례대로 하나의 비트 값에 각각 승산(multiply)하는 ) 변조부(12)와, 상기 변조부(12)에 의해 변조되어 출력되는 데이터를, 상기 변조부(12)와 동일하게 상기 발진기(15)의 클럭에 동기하여( 즉, 매 클럭마다 ) 아날로그 신호로 변환출력하는 D/A 변환기(13)와, 상기 D/A 변환기(13)의 출력 신호를 물리적으로 연결된 전송매체인 통신선( 버스 또는 일대일 전송을 위한 케이블 등 )을 통해 송신하는 라인 구동부(13)를 포함하여 구성된다.

보다 구체적인 예로서는, 상기 변조부(12)는 디지털 변조를 함에 있어서, 한 주기의 반송파에 대해 4개의 샘플링 값들을 사용할 수 있다( 이 경우, 상기 N은 4이다. ). 이는 곧, 클럭의 발진 주파수가 128MHz일 때, 변조에 사용되는 반송파는 32MHz임을 뜻한다. 그리고, 반송파의 한 주기에 2비트를 변조시킨다면 이때의 데이터 전송속도는 64Mbps가 된다.

상기 데이터 송신기(100)는, 상기 패킷 구성부(11)에 의해 구성된 패킷의 일부에 대해서만 상기 변조부(12)를 통해 디지털 변조하는 경우에는, 그 나머지, 예를 들어 패킷의 헤더의 전부 또는 일부의 비트 신호는 상기 D/A 변환기(13)의 출력단으로 바로 인가되어(p10) 상기 라인 구동부(14)에 의해 통신선으로 송신되게 하는 연결 회로를 가질 수도 있다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예에서는, 상기 변조부(12)는, 입력되는 데이터를 PSK( Phase-Shift Keying ) 또는 QAM (quadrature amplitude modulation) 방식에 따라 변조할 수 있으나, 설명의 편의를 위해, 이하에서는 QPSK (quadrature phase shift keying) 방식이 적용된 것을 전제하여 기술한다. 하지만, 본 발명의 원리와 개념은, 반드시 PSK 변조방식에 국한되어 적용될 수 있는 것은 아니며, 이하에서 구체적이고 예시적인 실시예들로써 설명하는 본 발명의 원리와 개념이 그대로 적용될 수 있는 디지털 변조방식이라면, 그러한 디지털 변조방식을 채택한 발명들도 본 발명의 청구범위가 명시적으로 배척하지 않는 한, 그 권리범위는 그러한 발명들에도 미쳐야 할 것이다.

상기 패킷 구성부(11)는, 인가되는 데이터에 대해서, 도 2에 예시된 바와 같은 포맷의 패킷으로 구성한다. 하나의 패킷에 전치되는 헤더(21)에는, 동기 패턴(sync pattern)(211)이 포함되며, 필요에 따라서 송신자 및 수신자 ID, 그리고 패킷의 유형 또는 길이 등이 포함될 수 있다. 그리고, 데이터 필드(22)에는, 상대측에 전송하고자 하는 정보를 이루는 전송 데이터의 비트열(221)이 실리거나, 또는 전송 신호의 채널 특성에 따른 변형 또는 왜곡을 보상하기 위한 등화기에 대한 훈련용 비트열로 기능하는 비트 시퀀스(222)( 이하에서는, 이러한 용도의 비트 시퀀스를 '훈련열'이라 칭한다. )가 실리게 된다. 본 명세서에서는, 데이터 필드에 훈련용 비트열이 실린 패킷에 대해서 특별히 '훈련 패킷'이라 하고, 상대측에 전송하고자 하는 정보의 데이터를 데이터 필드에 실은 패킷에 대해서는 '정보 패킷'으로 구분하여 칭한다.

데이터 필드에 실리는 훈련열은, 도시된 바와 같이 제 1훈련열과 제 2훈련열로 구분될 수 있다. 물론, 상기 데이터 송신기(100)는 이와 같은 훈련열 구분을 위한 별도의 식별자나 정보를 훈련열에 부가하지 않는다. 이와 같은 훈련열의 구분은, 발진 클럭의 주파수를 조정하기 위해 데이터 수신기(200)가 수신되는 훈련열을 나누어서 사용함에 따른 구분일 뿐이다. 이에 대해서는 후술한다.

상기 패킷 구성부(11)가 패킷을 구성할 때 전치시키는 헤더에는 다양한 속성 정보가 포함될 수 있지만, 본 발명과 관련해서는, 패킷에 훈련열이 실려 있는 것이 구분 식별될 수 있게 하는 속성 정보만 포함되어 있는 것으로써 충분하다. 그 외의 다른 다양한 속성 정보들이 본 발명을 실시하는데 있어 부가될 수 있지만, 이러한 속성 정보와 그에 따른 패킷 포맷의 변경 등은, 패킷 전송에 있어 일반적으로 적용되는 기술에 따를 수 있으므로, 그러한 속성 정보에 대한 본 명세서에서의 설명은 생략한다.

또한, 본 명세서에서는, 패킷의 헤더에 대해서 무변조 전송되는 것을 예로 하여 본 발명을 설명하지만, 전송로의 채널 특성을 보상하기 위한 수신기의 사전 훈련(training)이 없어도, 훈련열 패킷임을 수신측에 인식시킬 수 있는 변조 방식이라면, 헤더에도 그러한 변조를 적용하여 송신할 수도 있다.

상기 패킷 구성부(11)는 자신이 구성한 패킷에서 데이터 필드(22)의 비트열에 대해서는 상기 변조부(12)로 인가함으로써, QPSK 변조된 후 상기 링크 구동부(13)에 인가되도록 하고, 헤더(21)의 비트열에 대해서는 그대로 상기 라인 구동부(13)에 인가함으로써, 데이터 필드의 데이터에 대해 QPSK 변조된 신호가 그에 앞선 무변조의 헤더 비트열에 연이어 전송매체를 통해 상대측으로 송신되게 한다.

도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 자신의 클럭 주파수를 송신단과 일치하도록 조정하는 방법이 구현된 데이터 수신기의 구성의 일 예를 도시한 것이다.

도 3의 데이터 수신기(200)는, 버스 라인 등과 같은 전기적 케이블인 통신선에 실리는, 도 1의 데이터 송신기(100)로부터 송신된 패킷의 신호를 검출할 수 있는 라인 인터페이스(31)와, 상기 데이터 송신기(100)의 클럭과 명목상 동일한 주파수의 클럭을 발진하도록 구성된 발진기(38)와, 상기 라인 인터페이스(31)에서 검출되는 아날로그 신호를 상기 발진기(38)의 클럭에 동기하여 샘플링함으로써 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(32)와, A/D 변환기(32)에 의해 출력되는 디지털 신호에 대해서 QPSK 방식에 따라 복조하여, I/Q 심볼신호( 본 명세서에서, I 심볼신호는 I-반송파에 의해 변조되었던 심볼 신호를, Q 심볼 신호는 Q-반송파에 의해 변조되었던 심볼 신호를 지칭하는 의미로서 사용된다. )로 출력하는 복조부(33)와, 상기 복조부(33)에 의해 복조 출력되는 상기 I/Q 심볼 신호에 대해서, 채널에 의해 변형 또는 왜곡된 신호를 보상하여 출력하는 등화기(34)와, 상기 등화기(34)에 의해 보상 출력되는 I/Q 심볼신호로부터 해당 심볼의 비트를 결정하는 심볼 결정부(36)와, 상기 A/D 변환기(32)에서 샘플링 출력되는 디지털 데이터에서 동기 패턴의 검출과 함께 무변조된 비트열을 검출하는 비트 검출부(35)와, 상기 심볼 결정부(36)에 의해 결정되어 출력되는 일련의 비트값들과 상기 비트 검출부(35)에 의해 검출되어 출력되는 비트열로부터 완전한 패킷을 조립한 후 패킷의 각 필드의 데이터를 추출하는 패킷 분해부(37)와, 통신선을 통한 데이터의 정확한 수신에 필요한 전반적인 제어 동작과 특히, 훈련 패킷의 신호로부터 복조된 I/Q 심볼신호와 상기 등화기(34)의 등화용 계수의 변동치에 근거해 상기 발진기(38)의 발진 주파수를 조정하는 수신 제어부(30)를 포함하여 구성된다.

도 1과 3에 각각 도시된 상기 데이터 송신기(100)와 상기 데이터 수신기(200)는, 서로 간에 일대일 송수신이 지정된 한 쌍의 통신모듈내에 각기 구비된 기기일 수도 있고, 다르게는, 서로 공유하는 데이터 버스를 통해 상호간에 통신할 수 있는 복수의 통신모듈들, 즉 노드(node)들 각각에 한 쌍으로 구비되어 있는 기기일 수도 있다. 후자의 경우에는, 상기 데이터 송신기(100)가 패킷을 송신할 때, 그 패킷의 헤더에 자신에게 할당된 노드의 ID를 포함시키게 되고, 데이터 송신기와 데이터 수신기에 각기 도시된 상기 발진기(15,35)는 해당 통신모듈에 하나만 포함되어 송신기와 수신기에 의해 서로 공유될 수 있다. 물론, 이 경우에도 송신기와 수신기를 위해 발진기가 개별적으로 각각 구비될 수도 있다.

또한, 상기 데이터 송신기(100)와 데이터 수신기(200)가 물리적인 통신선을 매개로 하지 않고 서로 무선 방식으로 신호를 송신하는 경우에도, 이하에서 구체적인 실시예들로써 설명하는 본 발명의 원리와 개념은 당연히 적용될 수 있다. 따라서, 청구범위가 명시적으로 배제하지 않는 한, 변조된 신호를 수신하게 되는 매질이 무선이라는 이유로 본 발명의 권리범위가 배척되어서는 안된다.

이하에서는, 도 1과 3에 각기 예시된, 서로 다른 통신모듈 내에 각기 구비된 상기 데이터 송신기(100)와 데이터 수신기(200) 간에 전송되는 훈련열에 기초하여 수신기의 클럭 주파수가 송신기의 클럭에 일치하도록 조정하는 방법에 대해서 구체적으로 설명한다.

통신선을 통해 서로 연결된 상기 데이터 송신기(100)와 상기 데이터 수신기(200)에 동시에 전원이 인가되면, 데이터 송신의 전반적인 제어를 수행하는 송신 제어부( 도면 미도시 )에 의해, 상기 데이터 수신기(200)와의 사이에 사전에 약속된 비트열로 이루어진 훈련열이 상기 패킷 구성부(11)에 인가된다.

그러면, 상기 패킷 구성부(11)는 그 인가되는 훈련열을 데이터 필드에 싣고, 훈련열 전송을 위해 필요한 정보나 주소 등( 이러한 정보 등도 물론 상기 송신 제어부로부터 인가될 수 있다. )으로써 헤더를 작성하여 하나의 훈련 패킷을 구성한다. 그리고, 이렇게 구성된 훈련 패킷의 데이터 필드는 상기 변조부(12)에, 그리고 패킷의 헤더는 상기 라인 구동부(13)에 바로 인가한다. 이에 따라, 상기 변조부(12)에 의해 디지털 처리방식으로 QPSK 변조된 훈련열 신호( 즉, 일련의 디지털 값들 )는 상기 D/A 변환기(13)에 의해 아날로그 신호로 변환되어 그 신호에 전치(前置)되는 헤더의 비트 신호( 예를 들어, NRZ 코딩된 신호 )와 함께, 일대일로 연결된 케이블 또는 버스와 같은 통신선을 통해 상대측으로 전송된다.

한편, 전원이 인가된 상기 데이터 수신기(200)의 비트 검출부(35)는, 상기 라인 인터페이스(31)가 통신선에서 검출하여 출력하는 아날로그 신호를 상기 A/D 변환기(32)가 상기 발진기(38)의 클럭에 동기하여 샘플링함으로써 얻어지는 일련의 디지털 값들에서 기 약속된 비트열의 동기 패턴이 나타나는 지를 확인하고, 그 동기 패턴이 나타나면 그 사실을 상기 수신 제어부(30)에 통지함과 동시에 그 동기 패턴 직후의 일정 폭의 비트 구간 동안 무변조된 비트열을 복원한다.

상기 수신 제어부(30)는, 동기 패턴의 검출이 통지된 시점으로부터 기 지정된 비트 길이에 해당하는 시간 후의 데이터 필드의 시점이 되었을 때, 상기 복조부(33)에 상기 A/D 변환기(32)로부터 출력되고 있는 샘플값들의 시퀀스에 대해 QPSK 복조를 진행하도록 명령한다.

앞서 언급한 일정 폭의 비트 구간이나 기 지정된 비트 길이에 해당하는 시간의 경과 등은, 모두 상기 발진기(38)에서 발진되는 클럭에 근거하여 파악된다.

만약, 상기 비트 검출부(35)에서 복원되어 전달되는 비트열이 훈련 패킷임을 지시하고 있으면, 상기 수신 제어부(30)는, 상기 복조부(33)가 QPSK 방식에 의해 복조하여 출력하는 일련의 I/Q 심볼신호들로부터, 상기 발진기(38)에서 발진되고 있는 클럭의 주파수가, 훈련 패킷을 송신한 측의 클럭 주파수와 얼마나 오차가 있는지를 파악하게 된다.

상기 복조부(33)가 복조하여 출력하는 일련의 I/Q 심볼신호들은, 오버샘플링(over-sampling)되어 있다. 즉, 한 주기의 심볼 신호에 대해 복수개의 샘플링 값들로 이루어져 있다. 따라서, 상기 수신 제어부(30)는, 복조된 I/Q 심볼신호에 대한 정확한 위상을 파악하기 위해, 오버샘플링된 값들에 대해 저역필터링(lowpass filtering)하여 베이스 밴드(base band)의 샘플링 값들을 먼저 얻고, 그 저역성분의 샘플링 값들을 기준으로 하여 보간(interpolation)을 통해 최대치가 되는 위치를 찾는 과정을 수행한다. 이 최대치를 찾는 과정에는, 자기 상관성(auto-correlation)을 연산하는 정합 필터(Matched Filter) 등이 이용될 수 있다. 이와 같이, 최대치가 되는 위치를 결정하고 나면, 그 위치로부터 해당 I/Q 심볼신호에 대한 위상을 결정하게 된다. 즉, 그 위치가 복소평면 상에 나타내는 위상을 결정하게 된다. 이하에서 언급되는, I/Q 심볼신호에 대한 위상이란, 이러한 과정을 통해 얻게 되는 위상을 의미한다.

도 4는, 명목상 동일한 주파수의 클럭을 발진하는 발진기를 데이터 송신기와 데이터 수신기에 각기 구비하여 서로 연동되지 않고 독립적으로 발진하도록 하였을 때, 수신기에서 일반적으로 나타날 수 있는, 송신기에서 사용한 클럭에 대한 상대적인 주파수 및 위상의 오차를 예시적으로 보여주고 있다. 도면으로, 예시된 바와 같이, 임의의 선두 클럭을 기준으로 위상차가 c_{off_s}만큼 있다고 가정했을 때, 클럭이 진행될수록 그 위상차는 커지게 된다(c_{off_e}>c_{off_s}). 물론, 도면에 예시된 바와는 달리, 위상차가 역전되면서 그 차이가 커질 수도 있다. 이와 같은 위상차의 확대는 발진기의 정밀도에 따른 클럭의 주파수 편차에 기인한다.

그런데, 데이터 수신기의 클럭이, 도 4에 예시된 바와 같이, 송신기가 데이터의 변조 전송에 사용한 클럭과 주파수와 위상에 있어서 오차가 있으면, 변조되어 송신된 신호를 샘플링하는 시점의 편이로 나타나고, 이는 곧 QPSK 방식으로 복조된 I/Q 심볼신호의 복소평면 상의 위상 편이로 나타난다. 예를 들어, 비트 '00'에 대해 변조된 신호를 그 변조에 사용한 클럭과 위상차가 t_θ가 있는 클럭으로 복조하게 되면, 그 복조된 I/Q 심볼신호의 복소평면 상의 좌표값( 이하, '복소값'이라 한다. )은, 이론적으로 45⁰±360⁰×t_θ/T_CLK ( 여기서, T_CLK 는 수신기 클럭의 주기 )의 위상인 지점에 위치하게 된다. 그리고, 주파수에 차이가 있으므로 클럭이 진행될수록 이 위상차는 점차 확대되는데, 상기 수신 제어부(30)는, 이러한 특성이 수신된 훈련열에 얼마나 반영되어 있는지에 근거하여 수신기 클럭의 주파수를 송신기의 클럭에 일치하도록 조정하게 된다. 도 5는, 이러한 클럭 주파수 조정방법을 도식적으로 나타낸 것으로서, 이하에서 상세히 설명한다.

먼저, 상기 수신 제어부(30)는, 인가된 훈련열 신호에 대한 샘플링 값들로부터 상기 복조부(33)가 복조하여 출력하는, 그리고 상기 등화기(34)에 의해 등화되기 전의 I/Q 심볼신호들에서, 훈련열에 대해 사전에 구분해 둔 선행(preceding) 구간의 훈련열, 즉, 전술한 바의 제 1훈련열에 대한 I/Q 심볼신호들의 복소값의 위상 변화량을 다음과 같이 파악한다.

훈련열에 대한 비트 패턴은 상기 송신기(100)와 수신기(200) 사이에 기 약속된 것이므로, 상기 수신 제어부(30)는, 제 1훈련열의 신호로부터 복조된 I/Q 심볼신호들의 각각의 복소값에 대해서, 도 6에 예시된 바와 같이, 기 알고 있는 해당되는 비트 쌍( 즉, 심볼 )의 값이 '00'인 경우에는 그 위상값을 그대로 취하고, '00'이 아닌 비트 쌍들에 대해서는, 해당되는 위상 조정값( 예를 들어, '01'의 경우에는 -90^o, '10'인 경우에는 +90^o, '11'인 경우에는 -180^o )을 가산한 위상값들을 취한다. 이러한 위상값 조정은, 제 1훈련열이 모두 동일한 비트 값들로 구성되었다고 가정했을 때에 복소평면 상에 나타나는 위상값들을 확인하기 위한 것으로서, 심볼 값의 상이로 인한 위상차이를 제거하기 위한 것이다.

도 7은, 등화되기 전의 제 1훈련열의 신호에 대해서 위와 같이 위상 조정하여 얻어지는 복소값들이 복소평면 상에 분포하게 되는 예를 도시한 것이다. 등화되기 전의 신호들은 채널에서의 ISI (inter-symbol interference) 및 잡음 등의 영향으로 도 7와 같이 확산된 분포를 나타낸다.

상기 수신 제어부(30)는, 제 1훈련열에 해당하는 일련의 복소값들에 대해서 도 7에 예시된 바와 같은 좌표점( 또는 위상값 ) 분포를 얻게 되면, 이들에 대해서 복소값이 얻어진 순서대로 기 지정된 개수의 그룹들로 분할한다. 이때 분할되는 그룹의 수는 3개 이상이 바람직하다.

하나의 그룹에 포함되는 복소값들의 수가 많으면, 아래에서와 같이 파악하는 훈련열에 나타나는 위상 변화량의 정확성이 떨어지고, 복소값들의 수가 너무 작으면, 구하고자 하는 위상 변화량이 노이즈 등에 민감해져 또한 정확성을 담보할 수가 없다. 따라서, 이러한 점을 고려하여 적정한 수의 복소값들로써 그룹으로 구분하는 것이 필요하다.

그리고, 훈련열에 대해서 복수개의 그룹으로 구분할 때 각 그룹에 속하는 비트들의 수가 동일할 필요는 없다. 다만, 선두 그룹과 후미 그룹에 대해서는 서로 동일한 수의 비트들을 포함하도록 구분하는 것이 바람직하다.

상기 수신 제어부(30)는, 위와 같이 순서대로 분할한 그룹들 중에서 가장 먼저 얻어진 복소값들로써 구성된 선두 그룹(71)의 복소값들에 대해서 평균 위상(θ_S)을 구한다. 즉, 선두 그룹으로 구분된 복소값들의 각 위상의 총합을 구한 뒤, 선두 그룹에 속하는 복소값들의 수로 나누어진 위상을 구한다. 그리고, 분할된 그룹들 중에서 가장 늦게 얻어진 복소값들로 구성된 후미 그룹(72)의 복소값들에 대해서도 평균 위상(θ_E)을 구한다.

선두 그룹과 후미 그룹에 대한 평균 위상이 구해지면, 그 위상 변화량(Δθ = θ_E - θ_S)을 정해진 방향( 예를 들어, 반시계 방향 )을 기준으로 하여 구하고, 그 위상 변화량에 근거하여 로컬(local) 클럭의 주파수를 조정한다. 즉, 상기 발진기(38)에 현재 인가하고 있는 전압을 조정한다(S51). 발진기(38)에 의해 생성되고 있는 로컬 클럭이 그 발진기(38)에 인가하는 전압에 따라 그 주파수가 선형적으로 비례한다고 가정하면, 조정되는 전압의 크기(Δv)는 다음의 식 [1]과 같아지게 된다.

식 [1]

여기서, v _o 는 상기 발진기(38)에 기존에 인가하고 있는 전압이고, f_{R_CK}는 발진 클럭의 현재 주파수이며, D는 선두 그룹(71)의 중간 심볼과 후미 그룹(72)의 중간 심볼 간의 심볼 수 차이, 보다 구체적으로는, 훈련열의 전체 심볼 수가 N_T이고, 선두 그룹과 후미 그룹의 심볼 수가 각각 N_GL와 N_GT( 물론, N_GL 와 N_GT는 같은 값일 수도 있다. )라 할 때, D = N_T - (N_GL/2+N_GT/2)이다. 그리고, f_c는 반송파의 주파수이고, f_sym은 심볼 레이트(rate)이다.

상기 수신 제어부(30)는, 상기 발진기(38)에 현재 인가하고 있는 전압값 v _o 에 대하여, 위 식 [1]에 따라 구한 Δv만큼 조정하게 된다.

한편, 제 1훈련열에 반영되는 주파수 편차에 의한 위상 변화량이 기 지정된 각, 예를 들어 π/2 이하로 나타난다면, 앞서 설명한 바와 같이 선두 그룹과 후미 그룹의 평균 위상만으로써 위상차를 구해도 문제가 없지만, 발진기 간의 주파수의 편차가 큰 경우, 또는 훈련열을 구성하는 비트 수가 많을 때는, 선두 그룹과 후미 그룹의 평균 위상의 차이, 즉 위상 변화량이 π를 초과할 수도 있다. 이때는, 위와 같이 선두와 후미 그룹만으로는 위상 변화량을 정확히 파악할 수가 없다.

따라서, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에서는, 전술하였던 바와 같이, 선두와 후미 그룹 외에 중간에 추가의 그룹이 하나 이상 있도록 제 1훈련열을 구분하고, 그 중간의 그룹들 중 하나에 속하는 복소값들의 평균 위상도 구한 다음, 그 평균 위상이, 선두와 후미 그룹의 평균 위상의 사이의 어디에 위치하는지를 확인하여 위상이 변하는 방향을 파악함으로써, 상기 위상 변화량을 정확히 구할 수 있다.

다르게는, 각 그룹 간의 위상 변화량을 구하여 그들의 총 합을 구함으로써, 선두와 후미 그룹 간에 발생된 위상 변화량을 구할 수도 있다. 즉, 2개의 중간 그룹들(73₁,73₂)에 대해 평균 위상을 추가로 구한 경우라면, 선두 그룹(71)과 첫번째 중간 그룹(73₁)간의 위상 변화량, 첫번째 중간 그룹(73₁)과 두번째 중간 그룹(73₂) 간의 위상 변화량, 그리고 마지막으로 두번째 중간 그룹(73₂)과 후미 그룹(72) 간의 위상 변화량을 모두 합산하여 전체의 상기 위상 변화량(Δθ)을 구할 수도 있다.

전술한 바와 같이, 제 1훈련열의 신호에 대해 발생한 선두와 후미 그룹 간의 위상 변화량에 근거하여 발진 클럭의 주파수를 조정함으로써, 제 1훈련열의 복조 심볼에 위상 변화량을 야기시킨 클럭 주파수의 오차( 즉, 송신기에서 사용한 클럭의 주파수와의 차이 )는 1차적으로 제거된다. 이에 따라, 수신기 클럭의 주파수가 송신기의 클럭과 대체적으로(roughly) 일치하게 된다. 이 대체적 일치는, 클럭 주파수의 오차가, 정밀도가 예를 들어 25배 이상 높은 발진기를 각기 채택했을 때의 정도로 낮아진 상태를 의미한다.

이와 같이 주파수를 대체적으로 일치시켜도, 도 4에 예시된 바와 같이, 송신기가 데이터의 디지털 변조에 사용한 클럭의 시점( 즉, 클럭의 에지(edge) )과 수신기에서 디지털 샘플링에 사용하는 클럭의 시점 간에는 임의 크기의 위상차(≒c_{off_s})가 여전히 지속된한다. 따라서, 상기 데이터 수신기(200)는, 이와 같은 클럭 간의 고유 위상차를 보상하는 위상 보상부를 별도로 구비하여 데이터 복조의 정확성을 높일 수 있다.

위상 보상부는, QPSK 변조된 신호에 대한 일정 개수( 이 개수는 심볼 신호당 샘플링 수에 따라 정해진다. )의 일련의 샘플값들의 크기 변화로부터, 또는 기 정해진 샘플값들과의 상관성(correlation)을 통해 수신기 클럭의 위상이 얼마나 편이되어 있는지 알 수 있으므로, 그 편이된 위상에 해당하는 시점에 대한 샘플값을 보간(interpolation)에 의해 출력하는 방식으로, 클럭 위상의 오차를 보상할 수 있다. 이러한 위상 보상부는, 상기 복조부(33)의 후단에 또는 상기 심볼 결정부(36)의 전단에 구비될 수 있다. 하지만, 본 발명은, 데이터 수신기의 클럭 주파수를 송신기의 클럭에 일치시키기 위한 것으로서, 이와 같은 클럭 간의 위상차(c_{off_s}) 보상은 본 발명과 직접적인 관련이 없다. 따라서, 본 명세서에서는 이러한 위상차 보상에 대한 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 수신 제어부(30)가, 전술한 바와 같이 상기 복조부(33)로부터 복조출력되는 I/Q 심볼신호들로부터, 상기 발진기(38)의 클럭 조정에 사용할 위상 변화량을 구하고 있는 동안, 상기 등화기(34)는, 상기 복조출력되는 I/Q 심볼신호로부터 얻게 되는 복소값과, 훈련열에 대해 이미 알고 있는 비트 시퀀스에 의한 복소값을 비교하면서, 그 차이에 따라 등화용 계수들을 조정함으로써 인가되는 I/Q 심볼신호를 등화시키는 동작을 수행한다.

따라서, 상기 제 1훈련열의 신호가 모두 상기 등화기(34)로 인가된 상태일 때는, 클럭 간 오차로 인해 발생된 또는 전송로 상의 채널 특성에 의한 신호 왜곡을 어느 정도 보상할 수 있는 등화용 계수들로 설정된 상태이다.

상기 수신 제어부(30)는, 제 1훈련열로부터 복조된 I/Q 심볼신호로부터, 전술한 바와 같이 위상 변화량을 파악하고, 그 파악된 위상 변화량에 근거하여 발진 클럭의 주파수를 조정하는 동작(S51)과 함께, 그 시점에 상기 등화기(34)에 현재 설정된 등화용 계수를 읽어서 임시 저장한다(S52). 그리고, 훈련열에 대해 구분해 둔 후행(following) 구간의 훈련열, 즉 제 2훈련열이 상기 등화기(34)에 모두 인가되어 그에 따른 신호 등화를 위한 등화용 계수의 조정이 완료될 때까지 대기한다.

제 2훈련열의 신호가 모두 인가됨으로써 상기 등화기(34)에서의 훈련열에 대한 등화가 모두 완료되면, 상기 수신 제어부(30)는 그 시점에 설정된 등화용 계수를 읽어내어, 앞서 임시 저장한 등화용 계수와의 차이를 구하고, 그 구해진 차이에 근거하여 상기 발진기(38)의 발진 클럭의 주파수를 2차적으로 조정한다(S53).

앞서 설명한 바와 같이, 제 1훈련열에 반영된 위상 변화량에 근거하여 클럭의 주파수를 송신기 클럭과 대체적으로 일치시켰을 때에도, 그 주파수 간의 차이는 여전히 존재하게 되지만, 주파수 차이의 상당 부분은 제거되어 그 차이는 현저히 축소된다. 그리고, 이 미세한 주파수 차이는 제 2훈련열에 대한 복조 신호에서의 위상 편이로 나타나는데, 상기 등화기(34)는, 복조된 신호가 채널 특성에 의해 왜곡된 성분은 물론 그 복조 신호에 나타나는 위상 편이를 제거하는 방향으로 자신의 등화용 계수를 조정하게 된다. 이는, 등화용 계수가 변하는 정도에, 위상 변화량에 따른 1차 조정 후에도 존재하는 미세한 주파수 차이의 크기가 반영됨을 의미한다.

따라서, 제 2훈련열에 의한 등화가 시작되기 전의 등화용 계수와 등화가 완료된 후의 등화용 계수의 전부 또는 일부의 차이에 근거하여 상기 발진기(38)의 발진 클럭을 2차로 미세 조정하게 되면, 수신기 클럭과의 주파수 차이가 완전하게 해소될 수 있다.

일반적으로 등화기의 등화용 계수들 중에서 신호 등화에 가장 작용하는 계수는 중앙 탭(center tap)에 적용되는 계수이다. 이는 역으로, 주파수의 미차(微差)로 인한 위상 편이가 중앙 탭에 적용되는 계수에 가장 크게 영향을 미친다는 것을 의미한다.

따라서, 본 발명에 따른 일 실시예에서는, 제 2훈련열에 대한 등화의 시작 전과 후의 등화용 계수의 전부 또는 일부에 대한 변화 성분에 근거하지 않고, 중앙 탭에 적용되는 계수의 변동치만에 근거하여 상기 발진기(38)의 클럭을 2차적으로 미세 조정할 수 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 위와 같은 클럭의 주파수 조정이 2차까지 완료되고 나면, 그때 상기 발진기(38)에 인가하고 있는 전압를 저장한 후, 다음의 전원 인가 시에 바로 적용할 수도 있다.

하나의 통신모듈에 상기 데이터 송신기(100)와 데이터 수신기(200)가 함께 포함되어 있고, 이들은 하나의 발진기를 공유하여 필요한 클럭을 사용하며, 이와 같이 구성된 통신모듈의 복수개가, 서로 공유하는 버스를 통해 통신하는 경우라면, 전술한 바의 클럭 주파수를 송신기에 일치시키는 동작은, 전원 인가 후 최초의 훈련열에 대해서만 한번 수행될 수도 있다.

상기와 같이 복수개의 통신모듈들이 공유하는 버스를 통해 서로 통신해야 하는 경우에, 송신과 수신의 각각의 조합마다 통신로 상의 채널 특성이 상이하므로, 임의 수신기내의 채널 특성을 보상하기 위한 등화기는 다른 모든 통신모듈들의 송신기로부터 훈련열을 수신하고 그 수신된 훈련열의 복조신호에 근거하여 등화용 계수를 설정해 두는 과정이 필요하다.

따라서, N개 (N>2)의 통신모듈들이 버스에 연결되어 있는 경우라면, 임의 통신모듈 내의 수신기는 최소한 'N-1'번의 훈련열을 수신할 수 있다.

이와 같은 경우에, 전술한 바와 같은, 수신된 훈련열에 반영된 위상 변화량 등에 근거해 발진 클럭의 주파수를 조정하는 동작을, 최초 수신되는 훈련열에 대해서만 수행할 수 있다. 일반적으로 복수개의 통신모듈들이 하나의 버스를 공유하는 경우에, 훈련열의 순서에 따른 전송에서 가장 먼저 훈련열을 전송하는 통신모듈은, 버스의 중재 등을 위한 동작을 수행하는, 특별한 노드 식별자가 할당된 마스터(master) 통신모듈일 수 있다.

이 마스터 통신모듈 내의 송신기가 전원 인가 후 최초로 훈련열을 전송하면, 버스에 연결된 다른 모든 통신모듈들 내의 각 수신기가, 전술한 바와 같은 방식으로 그 훈련열에 반영된 위상 변화량 등에 근거해 자신의 발진 클럭의 주파수를, 마스터 통신모듈의 클럭 주파수에 일치시키게 된다.

그리고, 이렇게 일치시킨 클럭 주파수는 발진기를 공유하는 송신기에도 적용되므로, 다음 순서에 훈련열을 송신하게 되는 모든 통신모듈들도 동일한 주파수의 클럭을 사용하게 된다. 따라서, 각 통신모듈 간의 주파수 일치를 위해서는 최초 한번의 훈련열에 의한 주파수 조정만으로 충분하게 된다.

본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 전원 인가 후 전술한 과정에 따라 처음으로 클럭의 주파수를 송신기에 일치시킨 후에 클럭의 주파수 조정을 다시 수행할 수도 있다. 전원이 인가되어 있는 동안 클럭의 주파수 조정을 반복적으로 하는 경우에는, 바람직하게는, 전술한 바의 주파수 미세 조정을 위한 2차 조정만을 수행할 수 있다. 즉, I/Q 복조신호들의 선두와 후미 그룹 간의 위상 변화량에 따른 주파수 조정없이 등화기의 계수 변화에 따른 주파수 조정만을 수행할 수 있다. 이는, 앞서 수행한 훈련열에 반영된 위상 변화량에 따른 발진 주파수의 조정에 의해 이미 클럭은 상당한 정도로 일치된 상태( 예를 들어, 100ppm의 발진기인 경우, 10,000개의 클럭당 최대 1개 클럭의 오차에서, 수 ppm, 즉 1,000,000개의 클럭당 최대 1~4개 정도의 클럭 오차로 일치된 상태 )이기 때문이다.

상기 데이터 송신기(100)와 데이터 수신기(200) 간에는 통신 환경 등의 변화에 따른 채널 특성의 변화를 반영하기 위해 훈련열을 일정 주기로 또는 수신측에서의 요청이 있을 때마다 송신기가 전송할 수 있는데, 이와 같은 경우에, 상기 수신 제어부(30)는, 훈련 패킷에 실린 훈련열이 상기 등화기(34)에 인가되기 직전의 등화용 계수( 실시예에 따라서는, 특별히 중앙 탭에 적용되는 계수 )를 확인하고, 훈련열이 모두 인가되고 그에 따른 등화가 완료된 다음의 등화용 계수를 확인한 후, 그 계수의 차이에 근거하여 상기 발진기(35)의 클럭 주파수를 조정하게 된다.

본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 훈련 패킷이 수신되지 않아도 데이터 수신기가 자체적으로 클럭 주파수의 미세 조정을 수행할 수도 있다. 본 실시예에서는, 기 지정된 시간격이 경과할 때마다 그 경과된 직후에 수신되는 정보 패킷의 데이터에 대해서 그 등화 전과 후의 등화용 계수의 차이에 근거하여 클럭 주파수를 미세조정하게 된다.

한편, 상기 등화기(34) 후단의 심볼 결정부(36)는, 훈련열을 수송하고 있는 훈련 패킷은 물론, 그 훈련열에 의한 등화 후에 전송되는 정보 패킷의 신호로부터 복조된 후 상기 등화기(34)에 의해 등화되어 출력되는 I/Q 심볼신호들의 각각에 대해서 복조평면 상에 위치하는 사분면에 따라 해당되는 비트 쌍을 결정함으로써, 변조 전송된 심볼 신호를 최종적으로 복원하게 되고, 이렇게 복원되는 데이터 비트열은 상기 패킷 분해부(37)에 순차적으로 인가되며, 상기 패킷 분해부(37)는, 상기 비트 검출부(35)로부터 검출된 헤더의 비트열과 함께 하나의 완전한 패킷으로 조립되어 패킷의 각 필드의 데이터를 추출하게 된다.

지금까지 구체적으로 설명한, 본 발명에 따른 수신단의 클럭 주파수를 송신단과 일치하도록 조정하는 방법과 그 방법을 위한 기기의 다양한 실시예들과, 그 실시예에서 설명된 구성 및 작용 등은 서로 양립할 수 없는 경우가 아니라면, 상호 다양한 방식으로 선택적으로 결합되어 실시 가능하다.

이상, 전술한 본 발명의 실시예들은, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또 다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

11: 패킷 구성부 12: 변조부
13: D/A 변환기 14: 라인 구동부
15: 발진기 30: 수신 제어부
31: 라인 인터페이스 32: A/D 변환기
33: 복조부 34: 등화기(Equalizer)
35: 비트 검출부 36: 심볼 결정부
37: 패킷 분해부 100: 데이터 송신기
200: 데이터 수신기

Claims (10)

1. 송신기로부터 데이터가 디지털 변조되어 송신되는 신호를 수신하는 기기에 있어서,
   인가되는 제어 신호에 의해 주파수가 가변되는 클럭을 발생하도록 구성된 발진기와,
   상기 수신되는 신호를 상기 클럭에 동기하여 샘플링하는 A/D 변환기와,
   상기 샘플링에 의해 얻어지는 디지털 신호를 지정된 방식에 따라 복조하도록 구성된 복조부와,
   상기 복조부에 의해 복조되는 신호를 보상하여 출력하도록 구성된 등화기와,
   상기 등화기에서 출력되는 신호로부터 데이터 비트들을 획득하도록 구성된 결정부와,
   상기 수신되는 신호가 상기 등화기의 등화훈련을 위한 비트열에 대한 것일 때는, 상기 등화기에 인가되기 전의 상기 복조되는 신호의 저역성분에 대한 최대값의 위치가 복소평면 상에 나타내는 위상이 변하는 양을 구하고, 그 구해진 위상 변화량에 근거하여, 상기 클럭의 주파수를 조정하기 위한 제어 신호를 상기 발진기에 인가하며, 또한, 상기 위상 변화량에 따른 상기 제어신호의 조정 후에, 등화훈련을 위한 상기 비트열 이후의 수신 비트들에 대한 신호를 상기 등화기가 등화시킴에 따라 등화용 계수가 변하는 정도에 근거하여 상기 제어 신호를 추가적으로 조정하도록 구성된 제어부를 포함하여 구성되되,
   상기 제어부는, 등화훈련을 위한 상기 비트열에서 그 선두부터 시작하여 적어도 2개의 비트 그룹을 지정하고, 그 지정된 비트 그룹들 중에서 선두 그룹과 후미 그룹에 대해서, 해당 그룹에 속하는 비트들에 대한 신호에 대해서 각기 나타나는 복소평면 상의 위상들의 평균치를 각각 구한 후, 상기 선두 그룹과 상기 후미 그룹에 대해 각기 구한 위상의 평균치의 차이를 상기 위상 변화량으로 결정하도록 구성된 것인 기기.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 위상 변화량은, 등화훈련을 위한 상기 비트열에 대해 기 구분해 둔 선행 구간에 속하는 비트들에 대한 신호에 대해서 나타나는 위상 변화량인 것인 기기.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 선두 그룹과 상기 후미 그룹에 대해 각기 구한 위상의 평균치의 차이를 상기 위상 변화량으로 결정함에 있어서, 상기 비트 그룹들 중에서 상기 선두 그룹과 상기 후미 그룹의 사이에 위치하는 그룹에 속하는 비트들에 대한 신호에 대해서 나타나는 복소평면 상의 위상에 근거하여, 평균치의 상기 차이를 구하도록 구성된 것인 기기.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 선두 그룹과 상기 후미 그룹에 대해서는 서로 동일한 수의 비트들을 포함하도록 지정하는 것인 기기.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 위상 변화량에 근거한 상기 제어 신호의 조정을, 상기 기기에의 전원 인가 후에 처음으로 수신되는 상기 등화기의 등화훈련을 위한 비트열에 대해서만 수행하도록 구성된 것인 기기.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 제어부는, 등화훈련을 위한 상기 비트열 이후에 상기 송신기로부터 수신되는 데이터에 대한 신호를 상기 등화기가 등화시킴에 따라 등화용 계수가 변하는 정도에 근거하여 상기 제어 신호를 추가적으로 조정하도록 더 구성된 것인 기기.
9. 송신기로부터 데이터가 디지털 변조되어 송신되는 신호를 수신하는 기기에 있어서,
   인가되는 제어 신호에 의해 주파수가 가변되는 클럭을 발생하도록 구성된 발진기와,
   상기 수신되는 신호를 상기 클럭에 동기하여 샘플링하는 A/D 변환기와,
   상기 샘플링에 의해 얻어지는 디지털 신호를 지정된 방식에 따라 복조하도록 구성된 복조부와,
   상기 복조부에 의해 복조되는 신호를 보상하여 출력하도록 구성된 등화기와,
   상기 등화기에서 출력되는 신호로부터 데이터 비트들을 획득하도록 구성된 결정부와,
   상기 수신되는 신호가 상기 등화기의 등화훈련을 위한 비트열에 대한 것일 때는, 상기 등화기에 인가되기 전의 상기 복조되는 신호의 저역성분에 대한 최대값의 위치가 복소평면 상에 나타내는 위상이 변하는 양을 구하고, 그 구해진 위상 변화량에 근거하여, 상기 클럭의 주파수를 조정하기 위한 제어 신호를 상기 발진기에 인가하도록 구성된 제어부를 포함하여 구성되되,
   상기 제어부는, 등화훈련을 위한 상기 비트열 이후의 상기 송신기로부터의 비트들에 대한 신호를 상기 등화기가 등화시킴에 따라 변하는, 상기 등화기의 중앙 탭에 적용되는 등화용 계수의 변화 정도에 근거하여 상기 제어신호를 추가적으로 조정하도록 더 구성된 것인 기기.
10. 디지털 변조되어 수신되는 신호에 대한 샘플링 주파수를 그 신호의 변조에 사용된 클럭의 주파수에 일치시키기 위한 방법에 있어서,
    수신되는 신호를 보상하여 출력하는 등화기의 등화훈련을 위한 비트열에 대해 디지털 변조된 신호를 수신하여 로컬 클럭에 동기하여 샘플링하는 1단계와,
    상기 샘플링에 의해 얻어지는 디지털 신호를 지정된 방식에 따라 복조하는 2단계와,
    상기 복조되는 신호가 상기 등화기에 의해 등화되기 전에 그 복조되는 신호의 저역성분에 대한 최대값의 위치가 복소평면 상에 나타내는 위상이 변하는 양을 구하는 3단계와,
    상기 구해진 위상 변화량에 근거하여 상기 로컬 클럭의 주파수를 조정하는 4단계와,
    등화훈련을 위한 상기 비트열 이후의 수신되는 비트들에 대한 신호를 상기 등화기가 등화시킴에 따라 변하는, 상기 등화기의 중앙 탭에 적용되는 등화용 계수의 변화 정도에 근거하여 제어신호를 추가적으로 조정하는 5단계를 포함하여 이루어지는 방법.

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